- •2. Приведение произвольной системы сил к простейшему виду. Условия равновесия произвольной системы сил
- •3. Растяжение и сжатие стержня. Продольная сила. Условия прочности при растяжении
- •1. Матрицы и действия над ними. Определители и их свойства. Обратная матрица. Метод Крамера и Гаусса.
- •2. Модель идеального совершенного газа. Интеграл Бернулли для адиабатических течений совершенного газа. Сопло Лаваля
- •3. Плоскопараллельное движение твердого тела. Определение скоростей и ускорений точек тела
- •1. Векторные пространства. Линейная зависимость векторов. Базис. Размерность
- •3. Движение твердого тела вокруг одной неподвижной точки. Скорости и ускорения точек тела
- •1. Разностные схемы для ур-й мат физики. Явные и неявные разностные схемы, условия их устойчивости. Метод прогонки
- •2. Плоскопараллельное движение твердого тела. Определение скоростей и ускорений точек тела
- •3. Кручение стержня круглого поперечного сечения. Крутящий момент. Условия прочности и жесткости при кручении.
- •1. Линейные операторы и их матрицы. Собственные значения и собственные векторы. Нормальные формы матрицы линейного оператора
- •1. Кривые второго порядка. Их канонические уравнения
- •2. Сложное движение точки. Теоремы о сложении скоростей и ускорений
- •3. Изгиб балки. Нормальные и касательные напряжения. Условие прочности
- •Касательные напряжения в продольных сечениях балки
- •Проверка прочности и подбор сечения балки
- •1. Поверхности второго порядка. Их канонические уравнения
- •2. Уравнения Лагранжа 2-ого рода
- •3. Модель идеальной жидкости. Интегралы уравнений движения идеальной жидкости
- •2. Общие теоремы динамики точки
- •1. Элементы теории поля. Поток, дивергенция, ротор вектора. Теорема Гаусса-Остроградского. Теорема Стокса
- •2. Прямолинейные колебания материальной точки
- •2. Движение точки в поле центральных сил. Формулы Бине
- •2. Движение планет. Закон всемирного тяготения.
- •3. Энергетические методы определения перемещений. Теорема Кастилиано. Интеграл Мора. Правило Верещагина.
- •1. Формула Тейлора и ее остаточный член
- •2. Определение траектории материальной точки в ньютоновом поле тяготения. Искусственные спутники Земли
- •3. Гравитационные волны в идеальной жидкости
- •1. Ряды Фурье. Основные свойства коэффициентов Фурье. Неравенство Бесселя
- •2. Движение несвободной материальной точки. Плоский математический маятник.
- •3. Канонические уравнения метода сил при изгибе балок и рам
- •1. Теорема Вейерштрасса о равномерной сходимости функционального ряда.
- •2. Динамика относительного движения материальной точки. Относительный покой и относительное движение вблизи поверхности Земли.
- •2. Общие теоремы динамики системы
- •3. Устойчивость упругих стержней. Критическая сила
- •1. Степенные ряды и их свойства. Интервал и радиус сходимости
- •2. Динамика точки переменной массы. Уравнение Мещерского. Задача Циолковского
- •3. Слоистые течения. Течение Пуазейля, течение Куэтта, течение под действием силы тяжести
- •2. Принцип возможных перемещений
- •3. Постановка задач теории упругости в компонентах перемещений и напряжений
- •1. Достаточные условия сходимости ряда Фурье
- •2. Поверхности разрыва внутри идеальных сжимаемых сред. Адиабата Гюгонио
- •3. Плоскопараллельное движение твердого тела. Определение скоростей и ускорений точек тела
- •1. Определение интеграла Римана и достаточные условия его существования
- •2. Уравнения Лагранжа 2-ого рода
- •3. Свойство упругого равновесия изотропного тела при отсутствии массовых сил
- •2. Канонические уравнения движения системы
- •3. Основы теории пограничного слоя. Уравнения Прандтля
- •1. Элементы теории поля. Поток, дивергенция, ротор в-ра. Т-ма Гаусса-Остроградского. Т-ма Стокса
- •2. Вращение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси. Давление на ось
- •3. Уравнения Ламе движения упругого тела в перемещениях
- •1. Элементы теории поля. Поток, дивергенция, ротор в-ра. Т-ма Гаусса-Остроградского. Т-ма Стокса
- •2. Движение абсолютно твердого тела, имеющего одну неподвижную точку. Кинематические уравнения Эйлера
- •3. Основы теории пограничного слоя
- •1. Группа,поле, кольцо
- •2. Динамические уравнения Эйлера
- •3. Представление решений уравнений Ламе в форме Папковича-Нейбера
- •1. Определение и примеры конформных отображений
- •2. Первые интегралы. Проблема 4-го интеграла. Элементарная теория гироскопа
- •3. Модель идеальной жидкости и газа. Интегралы уравнений движения идеальной жидкости. Сопло Лаваля
- •1. Интегральная теорема Коши
- •Доказательство
- •2. Элементарная теория гироскопов. Движение тяжелого твердого тела вокруг неподвижной точки
- •3. Кручение призматических стержней произвольного постоянного поперечного сечения
- •1. Теорема о разложении аналитической функции в ряд Тейлора
- •2. Принцип Остроградского-Гамильтона
- •3. Модель идеального совершенного газа. Интеграл Бернулли для адиабатических течений совершенного газа. Сопло Лаваля
- •1. Теорема о представимости функции рядом Лорана
- •2. Действие удара на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси. Центр удара
- •3. Уравнения Ламе движения упругого тела в перемещениях
- •3. Кручение стержня круглого поперечного сечения. Крутящий момент. Условия прочности и жесткости при кручении.
- •1. Изолированные особые точки аналитических функций и их классификация
- •2. Общие теоремы динамики системы
- •3. Изгиб балки. Нормальные и касательные напряжения. Условие прочности
- •Касательные напряжения в продольных сечениях балки
- •Проверка прочности и подбор сечения балки
- •1. Линейное уравнение n-го порядка с постоянными коэффициентами
- •2. Динамика точки переменной массы. Уравнение Мещерского. Задачи Циолковского
- •3. Слоистые течения. Течение Пуазейля, течение Куэтта, течение под действием силы тяжести
- •1. Линейные неоднородные ду n-го порядка. Метод вариации произвольных постоянных
- •2. Теория удара системы материальных точек. Действие удара на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси
- •3. Устойчивость упругих стержней. Критическая сила
- •2. Постановка задач теории упругости в компонентах перемещений и напряжений
- •1. Решение смешанной задачи для уравнения колебаний струны методом Фурье
- •2. Свойство упругого равновесия изотропного тела при отсутствии массовых сил
- •3. Движение несвободной материальной точки. Плоский математический маятник
- •1. Решение смешанных задач для уравнения теплопроводности методом Фурье
- •2. Динамика относительного движения материальной точки
- •3. Одномерные нестационарные течения газа и их характеристики
- •1. Классическая вероятность. Теоремы сложения и умножения. Формула полной вероятности. Биномиальное, нормальное и пуассоновское распределения
- •2. Движение твердого тела около неподвижной точки. Скорости и ускорения точек тела
- •3. Представление решений уравнений Ламе в форме Папковича-Нейбера
- •2. Движение абсолютно твердого тела, имеющего одну неподвижную точку. Кинематические уравнения Эйлера
- •3. Базовые принципы мкэ в механике деформируемого твёрдого тела
- •1. Кривизна и кручение. Формулы Френе
- •3. Основные понятия и определения мкэ. Определение и свойства матриц жёсткости, упругости, функций формы, градиентов
- •1. Классификация линейных уравнений в частных производных 2-ого порядка. Примеры уравнений основных типов
- •2. Способы генерации конечно-элементных моделей
- •3. Задача о сильном взрыве в газе
- •1. Случайные величины и их полные характеристики. Характеристическая функция случайной величины и ее свойства. Закон больших чисел
- •2. Кручение призматических стержней произвольного постоянного поперечного сечения
- •3. Приведение произвольной системы сил к простейшему виду. Условия равновесия произвольной системы сил.
- •1. Линейные однородные ду n-го порядка. Структура общего решения
- •2. Канонические уравнения движения системы
- •1. Уравнения Лапласа и Пуассона. Постановка граничных задач. Фундаментальное решение уравнения Лапласа. Функции Грина
- •2. Движение точки в поле центральных сил. Формулы Бине
- •3. Интегрирование дифференциального уравнения изогнутой оси балки
- •1. Разностные схемы для ур-й мат физики. Явные и неявные разностные схемы, условия их устойчивости. Метод прогонки
- •2. Основные этапы решения задач механики в пакетах компьютерной механики (на примере пакетов ansys и nastran)
- •3. Двумерное стационарное движение газа. Уравнение Чаплыгина
- •1. Матрицы и действия над ними. Определители и их свойства. Обратная матрица. Матричная форма записи системы линейных уравнений. Метод Крамера
- •2. Устойчивость равновесия механической системы. Теорема Дирихле
- •3. Растяжение и сжатие стержня. Продольная сила. Условия прочности при растяжении.
- •1. Разностные схемы для ур-й мат физики. Явные и неявные разностные схемы, условия их устойчивости. Метод прогонки
- •2. Принцип Остроградского-Гамильтона
- •3. Канонические уравнения метода сил при изгибе балок и рам
- •1. Численные решения систем алгебраических уравнений. Метод исключения. Метод итераций. Теорема о сходимости
- •2. Слоистые течения вязкой жидкости. Течение Пуазейля. Течение под действием силы тяжести
- •3. Движение точки в поле центральных сил. Закон всемирного тяготения
- •1. Численное решение уравнений. Метод итерации, его сходимость. Метод Ньютона, его геометричсексий смысл
- •2. Определение траектории материальной точки в ньютоновом поле тяготения. Искусственные спутники Земли
- •3. Модель вязкой жидкости. Уравнения Навье - Стокса
- •1. Численное решение оду. Метод Рунге-Кутта
- •2. Принцип возможных перемещений. Уравнение Даламбера-Лагранжа
- •3. Задача о сильном взрыве в газе
- •1. Линейное уравнение n-го порядка с постоянными коэффициентами
- •2. Общие теоремы динамики системы материальных точек
- •3. Модель идеальной жидкости. Интегралы уравнений движения идеальной жидкости
- •1. Степенные ряды и их свойства. Интервал и радиус сходимости
- •2. Динамика точки переменной массы. Уравнение Мещерского. Задача Циолковского
- •3. Трансзвуковые течения. Уравнение Эйлера–Трикоми. Особенности сверхзвукового обтекания тел
- •1. Численное решение оду. Метод Рунге- Кутта
- •2. Методы четвертого порядка точности.
- •2. Устойчивость равновесия механической системы. Теорема Дирихле
- •3. Свойство упругого равновесия изотропного тела при отсутствии массовых сил
2. Движение абсолютно твердого тела, имеющего одну неподвижную точку. Кинематические уравнения Эйлера
Т.к. тело имеет одну неподвижную точку , зн.оно имеет 3 степени свободы. Вводим 3 пар-ра – углы Эйлера(они однозначно определяют положение тела)
ОК- линия узлов-угол нутации-угол собств.вращения
OZ-ось собств.вращен.
- ось прецессии
OK- ось нутации
(проекциина оси НСК)
3. Основы теории пограничного слоя
При обтекании тел различных форм область течения можно разбить на 2 подобласти:
1-влияние трения между стенок существенно
2-можно принебречь влиянием касательных напряжений, т.е. относительным перемещением слоев и течение можно рассматривать как невязкое.
Опр: Пограничным слоем называется тонкий слой вблизи обтекаемого тела. В котором скорость меняется от 0 на поверхности тела, до скорости набегающего потока вне его.
Уравнение пограничного слоя:
Рассмотрим обтекание плоских поверхностей и уравнение получим на основе пластинки. -скорость набегающего потока. Рассмотрим плоскую задачу: (x,y)
Основное предположение: толщина пограничного слоя -размер пластинки.
Используем уравнения Новье-Стокса в плоском случае:
Граничные условия: при- условие прилипания.
т.к. пластинка тонкая, она не изменяет потока жидкости.
- характерная скорость напр. по оси x, -y , L- характерный размер
Сделаем оценку членов уравнения Новье-Стокса:
; - из интеграла Бернулли;
Из уравнения неразрывности => (*)
=> (1) ;(2) ; отнесем (1) к (2):т.е. 1-м членом можно принебречь
Инерционные члены имеют одинаковый порядок с вязкими , если =>т.е.
1.2.2а)3.из (*)
4.- давление пограничного слоя постоянно по;;
; ;;
т.е. можно принебречь
2-ое уравнение:
т.е. поперек пограничного слоя давление не меняется
В результате оценок: - система уравнений Прандтля
Гр. условия сохраняют совй вид: припри
Задача Блазиуса:
Стационарное обтекание тонкой пластинки потоком вязкой жидкости со скоростью
на бесконечности.
(вне пограничного слоя)
Оценки теории пограничного слоя: 1) ; 2); 3)4) 5)
Задача Блазиуса.
Рассмотрим стационарное обтекание пластинки потоком вязкой жидкости. Движение описывается системой Прандтля и граничными условиями: .
Данная задача решается с помощью введения функции тока и автомодельной переменной;− граница пограничного слоя
Все расчеты будут справедливы только для ламинарного течения (без перемешивания)
Билет 23
1. Группа,поле, кольцо
Опр.Группы непустое множество M- группа, если:
1. на опред-на бинар. алгебр. оп-я;
2. - ассоц., т.е.;
3. в :(- нейтр. эл-т);
4. :(- симметр. эл-ту).
Св-ва:
1. нейтральный эл-т в группе определен однозначно: .2. определен однозначно (об.)3. уравнения вида x°a=b и a°x=b имеют единственное решение
Пр-р: 1. Z, +, 0, -a
+: Z, Q, R, C – аддитивные группы
*: Q*, R*, C* - мультипликативные группы (Q*={Q}-{0})
Группа наз-ся абелевой если операция коммутативна.:
Опр Пусть G - группа, подмножество H≠0 в G называется подгруппой, если H группа относительно индуцированной операции. (H устойчиво относительно индуцированной операции, в нем есть нейтральный и для каждого сущ симметричный) Пример: G=(Z,+) H=(2Z,+).
Опр Кольца:. Мн-во с двумя алгебр. операторами + и * - кольцо, если:
1.- абелева группа; 2. выполн. дистрибутивность:,;
3. умножение ассоциативно. пример Z,+,* - коммутат кольцо с 1; 2Z,+,* - коммутат кольцо без 1
Опр. - кольцо с единицей, еслинейтральный эл-т 1 относит. умнож., т.е.. /Пр-р кольца без единицы – кольцо чет. чисел/.
Опр. Кольцо наз-ся коммутативным, если умножение коммутативно ().
Опр. Подкольцо — это подмножество кольца, содержащее мультипликативную единицу и само являющееся кольцом относительно тех же бинарных операций.
Более строго, если есть кольцо ,называется подкольцом,если оно является кольцом относительно сужения + и * на S, а также содержит ту же мультипликативную единицу, что и. Подкольцо — это просто подгруппа, содержащая единицу и замкнутая относительно умножения.
Например, кольцо целых чисел является подкольцом поля вещественных чисел и подкольцом кольца многочленов.
Опр Поля. Полем наз-ся коммутатив. кольцо с единицей, содерж не менее двух элементов, в котором любой элемент кроме нуля обратим.
Пр-ры: P принадл С, P={0,1}
Опр. Линейное, или векторное пространство над полем P — это непустое множество L, на котором введены операции
1) сложения, то есть каждой паре элементов множества ставится в соответствие элемент того же множества, обозначаемый
2) умножения на скаляр (то есть элемент поля P)
При этом удовлетворяются следующие условия:
1) коммутативность сложения
2) ассоциативность сложения
3) существование нейтрального элемента относительно сложения
4) существование противоположного элемента.
5) ассоциативность умножения на скаляр
6) умножение на нейтральный (по умножению) элемент поля P сохраняет вектор.
7) дистрибутивность умножения на вектор относительно сложения скаляров
8) дистрибутивность умножения на скаляр относительно сложения векторов.